Die Entwicklung und Lichtregulation von Seitenwurzeln in Arabidopsis Keimlingen

• Antragsteller: Dr. Stefan Kircher; Professor Dr. Peter Schopfer
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie ; Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261041208

Wir konnten kürzlich zeigen, dass das Auswachsen der embryonal angelegten Keimwurzel von der Verfügbarkeit von photosynthetischen Assimilationsprodukten abhängt. Demgegenüber ergaben diese Untersuchungen auch, dass die Ausbildung des Seitenwurzelsystems einer direkten Lichtregulation unterliegt. Die Lateralwurzeln entstehen dabei de novo aus Perizykelzellen der Hauptwurzel unter maßgeblicher Beteiligung der Auxinsignalleitung. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist, die bisher nur in Grundzügen verstandene Photoregulation der Anlage und Ausbildung von Seitenwurzeln im Modellsystem Arabidopsis thaliana aufzuklären. Dabei sollen folgende essentielle und ungeklärte Fragestellungen im Focus stehen.Bisher ist unbekannt, welche Photorezeptoren und Komponenten der entsprechenden Lichtsignalketten an der Regulation der Seitenwurzelbildung beteiligt sind. Im Zusammenhang dieses ersten Fragekomplexes wollen wir zudem untersuchen, welche Keimlingsorgane dabei für Perzeption der Lichtinformation verantwortlich sind. In einem zweiten Schwerpunkt wollen wir uns mit der Frage beschäftigen, ob die Positionierung von Seitenwurzeln an der Hauptwurzel einem endogenen Bauplan folgt oder durch Lichtstimuli vermittelt wird. Es ist dabei insbesondere notwendig zu unterscheiden, inwieweit die Neuanlage oder das Auswachsen von Seitenwurzelprimordien durch Photoperzeption reguliert wird. Da das Pflanzenhormon Auxin bei dem Prozess der Seitenwurzelentwicklung essentielle Funktionen ausübt, wollen wir in einem dritten Schwerpunkt klären, auf welcher molekularen Ebene die Integration von Licht- und Auxinsignalleitung bei der Seitenwurzelentwicklung stattfindet. Diese Fragestellungen sollen mittels photobiologischer, zellbiologischer und genetischen Methoden bearbeitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen